煤层气储层地应力特征及其对压裂效果的影响

孙健 刘伟 惠徐宁 李琪 李林泽 徐汉成 尹帅

SUN Jian LIU Wei HUI Xu-Ning LI Qi LI Lin-Ze XU Han-Cheng YIN Shuai

煤储层压裂效果除了与施工措施方面因素有关外，与储层地应力特征也密切相关。文章以国内一商业南部煤层气开发区块为解剖区，探讨了煤储层地应力特征及其对直井压裂效果的影响。研究结果表明，研究区山西组3号煤层的应力状态满足：水平最小主应力（σ）＜垂向主应力（σ）＜水平最大主应力（σ）。煤层地应力差异系数（K）主要分布在0.26~0.36，随埋深增加，K值有略增的趋势。煤层水平方向主应力差（σ-σ）主要分布在3.2~5MPa，σ-σ值每增加1MPa，相应煤储层压裂改造体积约减少12.5%。煤层σ-σ值＜5MPa时，单井产能较高，而σ-σ 值＞5MPa时，单井产能较低。σ-σ值＞5MPa时的单井往往其累积产水量也较高，表明较高的σ-σ值更易于使压裂缝穿透顶底板，增加上下水力缝高，从而引起产水量的增加及天然气的逸散损失。对于具有较高σ-σ值的煤层气开发区，在重复压裂过程中，宜采用小规模解堵重复压裂，即采用小液量、小排量及低加砂强度的压裂方式。